一所農(nóng)村中學(xué)常常因?yàn)椴荒芗皶r(shí)給水塔注水而停水，科技小組的同學(xué)知道后，利用下圖所示的器材設(shè)計(jì)了一個(gè)自動注水模擬裝置．A為浮子（浮子及其連桿總重約15N），在浮子連桿的上端有一可移動金屬觸頭B（其受重力可忽略不計(jì)），它可以分別將其上、下的兩個(gè)固定觸點(diǎn)連通．C為水塔上的圓桶形蓄水池；M為配有電動機(jī)的水泵（電泵）；D₁、D₂為彈簧，E₁、E₂為銜鐵，F(xiàn)₁、F₂為電磁鐵線圈；K₁為最高水位限位開關(guān)K₂為最低水位限位開關(guān)K₃、K₄、K₅均為由電磁鐵銜鐵帶動的觸頭開關(guān)．電磁鐵F₁通電時(shí)，K₄接通，斷電時(shí)，K₃接通．電磁鐵F₂斷電時(shí)，K₅接通．S₁、S₂為開關(guān)．
（1）請你按照下圖所示的器材，連接一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)自動注水的模擬電路，并說明自動注水的過程．
（2）要實(shí)現(xiàn)自動注水的要求，浮子的最小體積約為多大？（g=10N/kg）
（3）若設(shè)計(jì)要求每次自動注水需在10min內(nèi)完成，需要知道或測量哪些物理量才能得到相匹配電泵的最小額定功率？請你用字母表示這些物理量，推導(dǎo)出電泵最小額定功率的表達(dá)式．在你的計(jì)算過程中，如果運(yùn)用了近似條件，請說明．

一所農(nóng)村中學(xué)常常因?yàn)椴荒芗皶r(shí)給水塔注水而停水，科技小組的同學(xué)知道后，利用下圖所示的器材設(shè)計(jì)了一個(gè)自動注水模擬裝置。A為浮子（浮子及其連桿總重約15N），在浮子連桿的上端有一可移動金屬觸頭B（其受重力可忽略不計(jì)），它可以分別將其上、下的兩個(gè)固定觸點(diǎn)連通。C為水塔上的圓桶形蓄水池；M為配有電動機(jī)的水泵（電泵）；為彈簧，為銜鐵，為電磁鐵線圈；為最高水位限位開關(guān)、為最低水位限位開關(guān)均為由電磁鐵銜鐵帶動的觸頭開關(guān)。電磁鐵通電時(shí)，接通，斷電時(shí)，接通。電磁鐵斷電時(shí)，接通。為開關(guān)。

1.請你按照下圖所示的器材，連接一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)自動注水的模擬電路，并說明自動注水的過程。

2.要實(shí)現(xiàn)自動注水的要求，浮子的最小體積約為多大？（g=10N/kg）

3.若設(shè)計(jì)要求每次自動注水需在10min內(nèi)完成，需要知道或測量哪些物理量才能得到相匹配電泵的最小額定功率？請你用字母表示這些物理量，推導(dǎo)出電泵最小額定功率的表達(dá)式。在你的計(jì)算過程中，如果運(yùn)用了近似條件，請說明。

我市一所農(nóng)村初級中學(xué)，常常因?yàn)椴荒芗皶r(shí)給水塔注水而停水。小明知道后，想利用圖中所示的器材設(shè)計(jì)一個(gè)自動注水裝置。A是浮子（重約5N），B是金屬觸頭（重約10牛），C為水塔上的阿柱形蓄水池，M是帶水泵的電動機(jī)，D是彈簧，E是銜鐵，F(xiàn)是電磁鐵，K_1、K₂分別為觸頭開關(guān)。

（1）請你寫出該裝置涉及的主要物理知識。

（2）連接電路圖。

（3）設(shè)計(jì)時(shí)，需要知道浮子的最小體積，請你幫助他完成這項(xiàng)工作。

（4）若設(shè)計(jì)要求在10分鐘內(nèi)要注滿蓄水池，那么，還需要知道或測量哪些物理量，才能得到相匹配電動機(jī)的額定功率？請你用字母表示這些物理量，推導(dǎo)出電動機(jī)的額定功率的表達(dá)式，。在你的計(jì)算過程中，運(yùn)用了什么近似條件？

（5）按設(shè)計(jì)要求，小明將設(shè)備組裝調(diào)試，投入使用。幾天后，學(xué)校又停水了，檢察發(fā)現(xiàn)：水塔已無水了，但電路連接無誤，電動機(jī)、水泵完好無損。請你分析該裝置沒有實(shí)現(xiàn)自動注水的原因，怎樣改近？